sergeogrИзвестия Российской академии наук. Серия географическаяIzvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya2587-55662658-697510.31857/S2587556620020168sergeogr-1049Research ArticleПриродопользование и геоэкологияNatural Recourse Use and GeoecologyДонные отложения как индикатор первичного и источник вторичного загрязнения речных вод углепромышленных территорий Восточного ДонбассаRiver Sediments as River Waters’ Primary Pollution Indicator and Secondary Pollution Source in East Donbass Coal-Mining AreasЗакруткинВ. Е.ZakrutkinV. E.

Ростов-на-Дону

Rostov-on-Don

ГибковЕ. В.GibkovE. V.

Ростов-на-Дону

Rostov-on-Don

irvict@mail.ruРешетнякО. С.ReshetnyakO. S.

Ростов-на-Дону

Rostov-on-Don

РешетнякВ. Н.ReshetnyakV. N.

Ростов-на-Дону

Rostov-on-Don

Южный федеральный университетРоссияInstitute of Earth Sciences, Southern Federal UniversityRussian FederationЮжный федеральный университет; Гидрохимический институт Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей средыРоссияInstitute of Earth Sciences, Southern Federal University; FGBI Hydrochemical InstituteRussian Federation202001052020842259271Copyright © Закруткин В.Е., Гибков Е.В., Решетняк О.С., Решетняк В.Н., 20202020Закруткин В.Е., Гибков Е.В., Решетняк О.С., Решетняк В.Н.Zakrutkin V.E., Gibkov E.V., Reshetnyak O.S., Reshetnyak V.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/1049

Впервые для углепромышленных районов Восточного Донбасса были изучены вещественный состав и уровни загрязненности донных отложений малых и средних рек. Получены данные о содержаниях широкой гаммы тяжелых металлов и других микроэлементов не только в валовых пробах донных отложений, но и в выделенной пелитовой фракции (<0.01 мм) как наиболее информативной при оценке степени загрязненности речных осадков. В результате проведенного модельного эксперимента получены данные о донных отложениях региона как источниках вторичного загрязнения водной среды. Определено, что при определенных гидродинамических условиях (ветровое взмучивание, изменение водности, проведение дноуглубительных работ) донные отложения могут являться источником вторичного загрязнения воды соединениями марганца, железа, меди, хрома и лития. Проведено ранжирование рек по степени опасности их вторичного загрязнения и негативного воздействия на качество воды. Установлено, что большая часть рек исследуемого региона характеризуется средним и низким уровнями потенциального воздействия на водную среду.

For the first time for East Donbass coal-mining areas the material structure and impurity levels of small and average rivers’ bottom sediments were studied. Data of a wide range of heavy metals and minerals in bottom sediments and in the pelitic fraction (<0.01 mm), which is the most informative at assessment of river alluvium impurity degree, are obtained. As the made model experiment result data on region bottom sediments as aquatic environment secondary pollution source are obtained. It is defined that under certain hydrodynamic conditions such as wind resuspension, water discharge change, dredging etc. region river sediments can be a secondary water pollution source with compounds of manganese, iron, copper, chrome and lithium. The rivers were ranked according to the secondary pollution danger’s degree and negative impact on water quality based on the scoring method. The obtained data showed that the major part of the region rivers are characterized by medium and low levels of potential impact on the rivers aquatic environment.

донные отложениятяжелые металлызагрязнение речных водреки Восточного Донбассауглепромышленные территорииriver sedimentsheavy metalsriver water pollutionrivers of the Eastern Donbasscoal-mining areasReferencesАлимова Г.С., Земцова Е.С., Токарева А.Ю. Средняя плотность запасов тяжелых металлов в донных отложениях малых рек бассейна Верхней Оби — Сам-соновская, Лев и Ванрас // Успехи современного естествознания. 2016. № 3. С. 110—113.Alimova G.S., Zemtsova E.S., Tokareva A.Yu. Medium density of heavy metals stocks in bottom sediments of small rivers the basin of the Upper Ob - Samson-ovskaya, the Lev and the Vandras. Usp. Sovrem. Estestvozn., 2016, no. 3, pp. 110-113. (In Russ.).Гавришин А.И., Корадини А., Мохов А.В., Бондарева Л.И. Формирование химического состава шахтных вод в Восточном Донбассе. Новочеркасск: УПЦ “Набла”, ЮРГТУ (НПИ), 2003. 188 с.Gavrishin A.I., Coradini A., Mokhov A.V., Bondareva L.I. Formirovanie khimicheskogo sostava shakhtnykh vod v vostochnom Donbasse [Formation of Mine Water Chemistry in the Eastern Donbass]. Novocherkassk: Nabla Publ., 2003. 188 p.Гавришин А.И., Борисова В.Е., Торопова Е.С. Распределение химического состава шахтных вод на территории Восточного Донбасса // Геология и геофизика Юга России. 2018. № 2. С. 5—15.Gavrishin A.I., Borisova V.E., Toropova E.S Distribution of chemical composition of mine waters in the Eastern Donbass. Geologiya i Geofizika Yuga Rossii, 2018, no. 2, pp. 5-15. (In Russ.).Давыдова О.А., Коровина Е.В., Ваганова Е.С. и др. Физико-химические аспекты миграционных процессов тяжелых металлов в природных водных системах // Вестн. ЮУрГУ. Сер. Химия. 2016. Т. 8. № 2. С. 40-50.Davydova O.A., Korovina E.V., Vaganova E.S., Guseva I.T., Krasun B.A., Isaeva M.A., Martseva T.Y., Muly-ukova V.V., Klimov E.S., Buzaeva M.V. Physical-chemistry aspects of migratory processes of heavy metals in natural aqueous systems. Vestn. Yuzhn.-Ural. Gos. Univ., Ser. Khimiya, 2016, vol. 8, no. 2, pp. 40-50. (In Russ.).Закруткин В.Е., Гибков Е.В., Скляренко Г.Ю., Ре-шетняк О.С. Геоэкологические проблемы углепромышленных территорий // Проблемы безопасности окружающей среды / Сб. трудов международной науч. конф. государств-членов Организации договора о коллективной безопасности. Ереван, 2729 сентября 2016 г. Ереван: Изд-во “Гитутюн” НАН РА, 2016а. С. 85-92.Zakrutkin V.E., Gibkov E.V., Sklyarenko G.Yu., Reshetnyak O.S. Environmental problems of coal-mining areas. In Problemy bezopasnosti okruzhayushchei sredy [Environmental Safety Issues]. Erevan: Gitutyun Publ., 2016, pp. 85-92. (In Russ.).Закруткин В.Е., Скляренко Г.Ю., Бакаева Е.Н., Ре-шетняк О.С., Гибков Е.В., Фоменко Н.Е. Поверхностные и подземные воды в пределах техногенно нарушенных геосистем Восточного Донбасса: формирование химического состава и оценка качества. Ростов-н/Д.: Изд-во ЮФУ, 2016. 172 с.Zakrutkin V.E., Sklyarenko G.Yu., Bakaeva E.N., Reshetnyak O.S., Gibkov E.V., Fomenko N.E. Pov-erkhnostnye i podzemnye vody v predelakh tekhnogenno narushennykh geosistem Vostochnogo Donbassa: formirovanie khimicheskogo sostava i otsenka kachestva [Surface and Underground Water within Technogenic Damaged Geosystems of the Eastern Donbass: Formation of the Chemical Composition and Assessment f Quality]. Rostov-on-Don: Yuzhn. Fed. Univ., 2016. 172 p.Закруткин В.Е., Гибкое Е.В., Скляренко Г.Ю., Ре-шетняк О.С. Сравнительная оценка качества поверхностных и подземных вод Восточного Донбасса по гидрохимическим показателям // Изв. ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Сер.: Естественные науки. 2016. № 2. С. 91—99.Zakrutkin V.E., Gibkov E.V., Sklyarenko G.Yu., Reshetnyak O.S. Comparative evaluation of the quality of the Eastern Donbass surface and groundwater by the hydrochemical indicators. Izy. VUZov. Severo-Kavka-zskii Region. Ser.: Estestvennye Nauki, 2016, no. 2, pp. 91-99. (In Russ.).Михеева Т.Н., Шайдулина Г.Ф., Кутлиахметов А.Н. и др. Количественная и качественная оценка роли донных отложений в процессах формирования состава контактирующих с ними водных масс // Георесурсы. 2012. № 8 (50). С. 51-56.Mikheeva T.N., Shaidulina G.F., Kutliakhmetov A.N., Safarova V.I., Kudasheva F.Kh., Kurbangaleev V.S. Qualitative and quantitative evaluation of the bottom sediments role in the formation of water masses composition contacting with them. Georesursy, 2012, no. 8 (50), pp. 51-56. (In Russ.).Мохов А.В., Журбицкий Б.И., Карасев Г.К., Дымна А.И. Влияние угольного комплекса на геоэкологическую ситуацию // Проблемы и перспективы комплексного освоения минеральных ресурсов Восточного Донбасса / гл. ред. Г.Г. Матишов. Ростов-н/Д.: Изд-во ЮНЦ РАН, 2005. С. 129-138.Mokhov A.V., Zhurbitskii B.I., Karasev G.K., Dymna A.I. Impact of the coal-mining complex on the environment. In Problemy iperspektivy kompleksnogo osvoe-niya mineral’nykh resursov Vostochnogo Donbassa [Challenges and Prospects for the Integrated Development of the Eastern Donbass Mineral Resources]. Ma-tishov G.G., Ed. Rostov-on-Don: Yuzhn. Nauchn. Tsentr Akad. Nauk, 2005, pp. 129-138. (In Russ.).Нахшина Е.П. Тяжелые металлы в системе “водадонные отложения” водоемов (обзор) // Гидробиологический журн. 1985. Т. 21. № 2. С. 80-90.Nakhshina E.P. Heavy metals in water-bottom sediments system (overview). Gidrobiol. Zh., 1985, vol. 21, no. 2, pp. 80-90. (In Russ.).Приваленко В.В. Загрязненность поверхностных вод // Проблемы и перспективы комплексного освоения минеральных ресурсов Восточного Донбасса / гл. ред. Г.Г. Матишов. Ростов-н/Д.: Изд-во ЮНЦ РАН, 2005. С. 143-147.Privalenko V.V. Impurity of a surface water. In Problemy i perspektivy kompleksnogo osvoeniya mineral’nykh resursov Vostochnogo Donbassa [Challenges and Prospects for the Integrated Development of the Eastern Donbass Mineral Resources]. Matishov G.G., Ed. Rostov-on-Don: Yuzhn. Nauchn. Tsentr Akad. Nauk, 2005, pp. 143-147. (In Russ.).Решетняк О.С., Закруткин В.Е. Донные отложения как источник вторичного загрязнения речных вод металлами (по данным лабораторного эксперимента) // Изв. ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Сер.: Естественные науки. 2016. № 4. С. 102-109.Reshetnyak O.S., Zakrutkin V.E. Bottom sediments as a source of secondary water pollution by metals (according to the laboratory experiment). Izv. VUZov. Severo-Kavkazskii Region. Ser.: Estestvennye Nauki, 2016, no. 4, pp. 102-109. (In Russ.).Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П. и др. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1990. 335 с.Saet Yu.E., Revich B.A., Yanin E.P., et al. Geokhimiya okruzhayushchei sredy [Environment Geochemistry]. Moscow: Nedra Publ., 1990. 335 p.Экологический атлас Ростовской области / под ред. В.Е. Закруткина и др. Ростов-н/Д., 2000. 120 с.Ekologicheskii atlas Rostovskoi oblasti [Ecological Atlas of Rostov Region]. Zakrutkin V.E., Ryshkov M.M., Kizitskii M.I., Smagina T.A., Shishkina D.Yu., Tsvylev E.M., Kozhin A.A., Larina T.N., Eds. Rostov-on-Don: Rostov. Gos. Univ., 2000. 120 p.Янин Е.П. Техногенные геохимические ассоциации в донных отложениях малых рек (состав, особенности, методы оценки). М.: ИМГРЭ, 2002. 52 с.Yanin E.P Tekhnogennye geokhimicheskie assotsiatsii v donnykh otlozheniyakh malykh rek (sostav, osobennosti, metody otsenki) [Anthropogenic Geochemical Associations in Bottom Sediments of Small Rivers (Composition, Features, Methods of Assessment)]. Moscow: IMGRE, 2002. 52 p.Экологический мониторинг ликвидации неперспективных шахт Восточного Донбасса / под ред. В.М. Еремеева. Шахты: ЮРО АГН, 2001. 182 с.Eremeev V.M. Ekologicheskii monitoring likvidatsii ne-perspektivnykh shakht Vostochnogo Donbassa [Environmental Monitoring of Elimination of non-Prospective Mines of the Eastern Donbass]. Shakhty: YuRO AGN Publ., 2001. 182 p.Gueguen C., Dominik J., Pardos M., Benninghoff C., Thomas R.L. Partition of metals in the Vistula River and in effluents from sewage treatment plants in the region of Cracow // Lakes & Reservoirs: Research and management. 2000. № 5. P. 59-66.Gueguen C., Dominik J., Pardos M., Benninghoff C., Thomas R. Partition of metals in the Vistula River and in effluents from sewage treatment plants in the region of Cracow (Poland). Lakes Reserv. Res. Manag., 2000, vol. 5, no. 2, pp. 59-66.Zakrutkin V.E., GibkovE.V., Reshetnyak O.S., Sklyaren-ko G. Y. Changing hydrochemical indicators of the rivers of East Donbass in a consequence the liquidation of the unprofitable coal mines / 15th Int. Multidisciplinary Sci. GeoConf. Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM. 2015. C. 113-120.Zakrutkin V.E., Gibkov E.V., Reshetnyak O.S., Sklyarenko G.Yu. Changing hydrochemical indicators of the rivers of East Donbass in a consequence the liquidation of the unprofitable coal mines. In 15th Int. Multidisciplinary Sci. GeoConf. Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM, 2015, pp. 113-120.Zakrutkin V., Sklyarenko G., Gibkov E., Reshetnyak O., Rodina A. Environmental problems of coal-mining territories (water pollution) / SGEM Vienna GREEN Extended Sci. Sessions, SGEM 2016. Conf. Proc., 2016. Book 3. V. 3. P. 87-94.Zakrutkin V., Sklyarenko G., Gibkov E., Reshetnyak O., Rodina A. Environmental problems of coal-mining territories (water pollution). In SGEMVienna GREEN Extended Sci. Sessions, SGEM 2016. Conf. Proc., 2016, book 3, vol. 3, pp. 87-94.Reshetnyak O.S., Reshetnyak V.N. Bottom Sediments of Rivers as a Natural Sorbent Material for Metals (According to Experimental Data) / 2018 International Conference on “Physics and Mechanics of New Materials and Their Applications” (PHENMA 2018). Busan, Republic of Korea, August 9-11, 2018. P. 291-292.Reshetnyak O.S., Reshetnyak V.N. Bottom sediments of rivers as a natural sorbent material for metals (according to experimental data). In Int. Conf. on “Physics and Mechanics of New Materials and Their Applications” (PHENMA 2018). Busan, Republic of Korea, 2018, pp. 291-292.Santschi P., Hohener P., Benoit G., Buchholz-ten Brink M. Chemical processes at the sediment-water interface / Mar. Chem. 1990. V. 30. P. 269-315.Santschi, P., Hohener P., Benoit G., Buchholz-ten Brink M. Chemical processes at the sediment-water interface. Mar. Chem, 1990, vol. 30, pp. 269-315. doi 10.1016/0304-4203(90)90076-0

The authors declare that there are no conflicts of interest present.